深圳加密芯片廠家
發(fā)布時間：2024-03-04 01:35:18
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指夾式脈搏血氧儀硬件檢測電路主要有4個部分組成，光電傳感器部分、模擬信號處理單元、MCU處理單元和顯示輸出部分。首先，光電傳感器將采集到的信號傳輸至模擬信號處理電路；其次，模擬信號處理單元對接收到的信號進行I/V轉(zhuǎn)換、采樣、濾波、放大和分離，將分離后的4路信號（紅光交流信號、紅光直流信號、紅外交流信號、紅外直流信號）傳輸?shù)絉JM8L151的ADC處理單元，MCU處理單元對數(shù)據(jù)進行處理、轉(zhuǎn)換和存儲，處理結(jié)果送至顯示輸出部分由OLED顯示屏顯示出來，或通過BLE傳送到手機APP。
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另外，如果 MCU時鐘系統(tǒng)為外設提供多個時鐘源的話，當 CPU 處于睡眠狀態(tài)時外設仍然可以運行。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)換可能需要一個高速時鐘。如果 mcu 時鐘系統(tǒng)提供獨立于 CPU 的高速時鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)換器運行情況下進入睡眠狀態(tài)，從而節(jié)省 CPU 耗流量。 事件驅(qū)動功能與時鐘系統(tǒng)的靈活性并存。中斷會使 mcu 退出低功耗模式，因此，MCU的中斷越多，其防止浪費電流的 CPU 輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預算之間存在差異，因為它在等待出現(xiàn)事件時會浪費CPU 帶寬并需要額外電流。一個好的低功耗 MCU 應具有充分的中斷功能，為其所有外設提供中斷，同時為外部事件提供眾多外部中斷。 按鈕或鍵盤應用可以證明外部中斷的優(yōu)勢。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個過程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時才激活。 在選擇低功率 MCU時，還需要考慮外設功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設計時不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進版本。而有些 MCU在設計時即具備低功耗特性，并在其外設中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨啟動或關(guān)閉外設的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關(guān)閉外設的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動關(guān)閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲器存取功能，其可以在無需 CPU 干預情況下自動處理數(shù)據(jù)。 大多MCU 具有集成的掉電保護功能，當電源低于正常操作范圍時其可以復位 MCU。通常會提供啟動或關(guān)閉掉電保護以節(jié)省功耗的功能，但是必須在整個過程中都使掉電保護功能置于可用狀態(tài)，因為掉電是不可預測的。某些 MCU需要70uA 的電流來實現(xiàn)掉電保護。在只需要 45uA 平均電流的應用實例中很明顯可以不考慮這些 MCU。----在選擇低功耗 mcu 期間有時會忽視漏電流，但是，在苛刻的低功耗應用中則必須考慮到漏電流。大多改進后的低功耗 MCU都具有 1uA 的限定輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它可能會消耗 20uA！針對低功耗設計的新 MCU具有高50nA 的漏電流。
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1、全功能智能門鎖：是指集成了指紋開鎖、刷卡開鎖、密碼按鍵開鎖、手機藍牙開鎖、NB遠程開鎖以及機械鑰匙開鎖等幾種開鎖方式的智能門鎖。 2、由于集成了全部的開鎖方式，只用一顆MCU的設計方案很難滿足系統(tǒng)需求。因此，誕生了額外增加一顆低成本的MCU作為輔助控制器的解決方案。于是，瑞納捷電子的低功耗低成本MCU主控芯片RJM8L303就成為了首選。如下圖所示，全功能智能門鎖采用了雙MCU設計方案，其中nRF51822作為主控MCU，RJM8L303作為輔助MCU。
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家用可燃氣體報警器的系統(tǒng)設計以微控制器為核心，配合傳感器采樣電路、聲光報警電路等外圍電路完成氣體濃度的采集、數(shù)據(jù)處理、故障檢測和聲光報警等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如上圖所示。報警器實時監(jiān)測空氣中危險氣體含量，并在報警狀態(tài)下輸出聲光報警，驅(qū)動外聯(lián)控制設備。本系統(tǒng)選用了瑞納捷電子設計的低功耗物聯(lián)網(wǎng)安全MCU—RJM8L151C8T6，其內(nèi)置64KB Flash存儲器和8KB SRAM，LQFP48封裝。整個系統(tǒng)的硬件電路部分包括：MCU電路、電源電路、按鍵電路、實時時鐘電路、氣體檢測電路、聲光報警電路、無線數(shù)據(jù)傳輸電路等。 傳感器檢測電路的主要作用是將所檢測氣體濃度的變化轉(zhuǎn)換成標準的電信號，并將其傳送給單片機進行AD轉(zhuǎn)換，為后續(xù)電路的數(shù)據(jù)分析、處理做準備。信號采集電路直接關(guān)系到后面的數(shù)據(jù)處理部分，在整個系統(tǒng)中起到很重要的作用，這就要求其采樣電路的結(jié)構(gòu)設計要盡可能簡單，干擾盡可能小，能夠真實準確地檢測出相應氣體的濃度變化。 RJM8L151C8T6負責整個報警器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、分析和報警邏輯的判斷，是報警器系統(tǒng)設計中的重要元器件，RJM8L151C8T6具有高速、低功耗、低成本的特點，非常符合該設計需求。
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循序漸進式的功耗優(yōu)化已經(jīng)不再是超低功耗MCU的游戲規(guī)則，而是“突飛猛進”模式，與功耗相關(guān)的很多指標都不斷刷新記錄。我們在選擇合適的超低功耗MCU時要掌握必要的技巧，在應用時還需要一些設計方向與思路才能夠更好的應用。 一、低功耗MCU的選擇方法 嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當今電池供電應用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款適合您自己應用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細對比 MCU 功能，以便找到功耗低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設、掉電檢測與保護、漏電流、處理效率。 在低功耗設計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應用采用額定電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要提供一年的電池壽命其平均電流消耗必須低于 400mAh/8760h，即45.7uA。
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RJM8L151有4個時鐘源：內(nèi)部高速時鐘、內(nèi)部低速時鐘、外部高速時鐘和外部低速時鐘。RJM8L151的時鐘控制模塊將這幾個時鐘源通過靈活的配置分頻實現(xiàn)不同的功耗和性能需求。輔助系統(tǒng)時鐘可以使用內(nèi)部低速時鐘或外部低速時鐘實現(xiàn)低功耗的要求，主系統(tǒng)時鐘提供給RJM8L151的CPU，子系統(tǒng)時鐘為外設提供給時鐘源。多樣的時鐘資源可以降低系統(tǒng)消耗，輔助系統(tǒng)時鐘在保持低功耗的同時也可以接受外部中斷，響應外部環(huán)境的變化。使用內(nèi)部高速RC振蕩器作為主系統(tǒng)時鐘，不僅可以省去一個外部的高速晶振，同時可以快速喚醒MCU來降低功耗。 RJM8L151設計了豐富的定時模塊，包括2個16位基本定時器，1個16位通用定時器支持輸入捕獲/輸出比較/PWM輸出功能。2個16位高級定時器除了支持輸入捕獲/輸出比較/PWM輸出功能，還支持12對互補PWM輸出。1個實時時鐘RTC模塊，產(chǎn)生年、月、日、時、分、秒，并有自動閏年補償功能，采用外部32.768kHz晶振提供時鐘可使計時誤差更小。RJM8L151內(nèi)嵌15位窗口看門狗定時器，采用系統(tǒng)時鐘計時，溢出時可產(chǎn)生中斷或復位信號，待機模式下停止計數(shù)。 RJM8L151單片機的開發(fā)環(huán)境是Keil uVision4。Keil是全球領先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具供應商，uVision4是C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的第4版本，其中的Keil C51支持RJM8L151的開發(fā)調(diào)試，該環(huán)境集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編和C語言的程序設計。 RJM8L151系列MCU配備了高效的在線仿真器和下載器，既可以方便前期開發(fā)調(diào)試又為后期生產(chǎn)安裝提供了方便。RJM8L151支持標準JTAG下載和調(diào)試，可以不使用仿真器，用離線編程器就可以實現(xiàn)對內(nèi)存Flash的修改，提高了批量燒錄的效率，也為程序升級維護提供了方便。